陕西省污水处理厂中磷系阻燃剂的研究

发布时间：2020-05-12 21:51

【摘要】：随着溴系阻燃剂的逐步禁用,磷系阻燃剂(phosphorus flame retardants,PFRs)的生产和使用量得到了快速的增长,在化工、电子、建筑、家装材料以及纺织等行业中得到广泛的应用。PFRs可存在于各种环境介质中,并由于其具有长距离运输,持久性以及生物累积性等特点,其污染水平与风险也受到了关注。污水处理厂是环境污染物的重要归趋,也是自然水体污染的重要来源,研究污水处理厂中PFRs的含量水平与分布对PFRs的控制与降解,阻断PFRs过多的排入自然水体有着重大的意义。有必要开展区域性的PFRs污染水平研究,并了解PFRs在污水处理系统中的迁移与转化。本文采集了陕西省所有10个地级市,一个县级市(韩城市)以及杨凌农业高新技术产业示范区中的30家污水处理厂的进出水样品和终端污泥样品。污水样品采用固相萃取(SPE)的前处理方法和气相色谱-质谱(GC-MS)的检测方法,污泥样品采用超声提取(UE)、SPE与弗罗里硅土柱(FL-PR)净化的前处理方式,采用GC-MS进行检测。研究了污水和污泥中8种PFRs的浓度、分布和迁移转化。本课题还采用厌氧生物污泥法对单一物质模拟污水进行了实验室模拟处理研究,选定了三种具代表性基团的PFRs:TPP(苯基)、TCEP(氯代)以及TEHP(乙级己基),验证了PFRs在厌氧生物处理过程中的去除效果以及质量平衡。本研究选取的8种目标PFRs在污水处理厂中有7种被检出,TCP在污水与污泥中均未检出。进水中∑_7PFRs浓度范围为845.17-3792.41 ng/L,出水中∑_7PFRs浓度范围为556.89-1859.22 ng/L,TCEP为进出水中最主要的PFRs单体,分别占进水∑_7PFRs的32.81%和出水∑_7PFRs的47.93%。∑PFRs的平均去除率为15.95%,氯代PFRs基本没有得到去除。终端污泥样品中∑_7PFRs浓度范围为88.13-1917.10 ng/g dw(dw,干重),TEHP为主要污染物占∑_7PFRs中的40.42%。陕北地区4家污水处理厂污泥中PFRs含量水平在夏季的比冬季的高。与国内外研究相比,本研究陕西省污水中PFRs的污染水平总体较低,而氯代PFRs属于中等污染水平,陕西省污泥中PFRs的污染水平远低于国外的研究,但在国内处于高污染水平。通过厌氧生物污泥法进行实验室模拟研究得出,经24 h处理后,厌氧生物污泥法对氯代PFRs的去除效果不佳,几乎没有得到去除,含乙级己基的TEHP与含苯基的TPP在水相中的去除率分别达到92.82%和96.71%,在固相中占总量的比例分别为85.1%和96.0%,大部分被污泥吸附。TEHP得到了一定的降解,总量上去除率为50.33%。通过采用单一PFRs模拟污水,可以得出氯代PFRs在污水处理系统中的低去除率与氯原子本身的位阻效应关系较大,而TEHP受相似结构物质产生的位阻效应对其降解作用的影响较大。
【图文】：

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图 1-1 2011 年欧洲各类阻燃剂销售量[26]Fig.1-1 Sales of various flame retardants in Europe in 2011燃剂（PFRs）的概述的分类要包含三大类：膦酸盐类（phosphonate）、亚膦酸盐类（posphate ester）[14]，三者结构通式如图 1-2 所示。其中磷酸酯代的 PFRs，这类化合物主要以氯代磷酸酯和溴代磷酸酯为代 PFRs 有磷酸三（2-氯丙基）酯（tris(clorisopropyl) phosp乙基）酯（tris(2-chloroethyl) phosphate, TCEP）和磷酸三(溴卤的有机阻燃剂，卤代阻燃剂的毒性较大，加上如今无卤阻剂的优势正在下降，如：美国 Chemtura 公司（全球三大 BFR月 29 日宣布将相关 BFRs 产品价格提高 25 %；磷酸三(2，

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第二章实验材料及分析方法2.1 采样点本研究中样品采集于陕西省的西安市、宝鸡市、榆林市、渭南市、咸阳市、延安市、汉中市、安康市、铜川市、商洛市、韩城市和杨凌农业高新技术产业示范区共 30 个污水处理厂中，采样图见图 2-1，，各厂基本情况见表 2-1。污水样品为其中 20 个污水处理厂的进出水水样，污泥样品为 30 个污水处理厂的终端污泥样品。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X703

【参考文献】